Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Warnung: Gewisse DS1307 / 24C32 Module mit Li Batterie Problem


von Gerhard O. (gerhard_)



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Ich habe mich heute das erste Mal mit der obig gezeigten DS1307 Board 
befaßt welche zufällig mit einer installierten CR2032 Li 
nicht-aufladbaren Zelle geliefert wurde.

Es ist mir dann bei einer zufälligen Spannungsmessung aufgefallen, daß 
die Zellenspannung langsam auf 3.6V anstieg. Nach kurzem Nachforschen 
stellte sich heraus, daß sowohl R5 und die Serien Diode zur Ladung 
(einer aufladbaren 2032 Zelle) installiert waren und die CR2032 
unsinnigerweise mit Ladestrom versorgte. Das darf natürlich bei dieser 
Art Zelle nicht geschehen und es ist zur eigenen Sicherheit 
empfehlenswert entweder die Diode oder R5 anzulöten.

Was ich auch nicht ganz verstehe, warum ist da ein 470K/1.5MOhm 
Spannungsteiler an der VBAT Beschaltung? Das verursacht ja eine 
zusätzliche Belastung der Zelle von rund 1.5uA. Ganz blicke ich da nicht 
durch.

Bitte versäumt nicht diesen Sachverhalt bei Euren Bords nachzuprüfen 
bevor Euch was irgendwann um die Ohren fliegt;-)

Es würde mich schon interessieren ob das nur ein ganz dummer Zufall bei 
mir war.

Nachtrag: Ich sehe gerade, beim Unterseitenbild ist tatsächlich die 
aufladbare Version eingebaut. Bei mir ist es nicht wie im Bild eine 
"LI2032" sondern wie gesagt eine "CR2032" Zelle bevor jemand das jetzt 
aufweist. (Die Bilder sind vom Internet.)

mfg,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Gerhard O. schrieb:
> warum ist da ein 470K/1.5MOhm
> Spannungsteiler an der VBAT Beschaltung?

Gute Frage, an deren Beantwortung ich auch interessiert wäre. Ich habe 
hier batteriegepufferten SRAM in einer SPS, wo die Batterie mit dauernd 
1MOhm belastet wird, ohne das ich den Sinn dahinter verstehe.
In meinem Yamaha DX7 Synthesizer jedenfalls wird die CR2032 nicht extra 
belastet - und hält schon seit 1987.

von Dirk K. (dekoepi)


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Das ist ein altbekanntes Problem bei diesen Boards - aber Danke, das 
noch mal aufzuwärmen. Ohnehin ist der Trickle-Charge-Modus von den 
Teilen eher schlecht für LiIons - das Dingen hat keine "Abschaltung bei 
voll". Daher ist es besser, damit keine wiederaufladbaren Akkus zu 
bedienen.

Davon ab, dass ich auch mal derartige Boards günstig bestellt hatte - 
denk' über eine sachgerechte Entsorgung nach. Die DS1302 und DS1307 
haben eine Drift, die fürchterlich ist. Aus Spaß habe ich mal eine 
DS1302-7-Segment-LED-Uhr aufgebaut und die Drift so kompensiert, dass 
die RTC nun tatsächlich über Wochen und Monate nicht abhaut (noch immer 
auf die Sekunde genau nach vier Wochen zur letzten Anpassung) - aber 
dazu gehört, einmal am Tag die Drift von 5 Sekunden zu schnell am Tag zu 
kompensieren. Dazu noch wöchentlich eine Schaltsekunde ;) .

Spar dir diesen Quatsch und greife zu den temperaturkompensierten 
DS3231. Die gibt es beim Chinesen für rund 1 Euro pro Stück. Die laufen 
ohne jedwede Klimmzüge monatelang sekundengenau. (Aber auch dort den 
Tricklecharger besser nicht nutzen.)

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Matthias Sch. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> warum ist da ein 470K/1.5MOhm
>> Spannungsteiler an der VBAT Beschaltung?
>
> Gute Frage, an deren Beantwortung ich auch interessiert wäre. Ich habe
> hier batteriegepufferten SRAM in einer SPS, wo die Batterie mit dauernd
> 1MOhm belastet wird, ohne das ich den Sinn dahinter verstehe.
> In meinem Yamaha DX7 Synthesizer jedenfalls wird die CR2032 nicht extra
> belastet - und hält schon seit 1987.

Vielleicht wollten die Entwickler damit erreichen, daß bei Zellenwechsel 
die Vdd Spannung ganz sicher auf Null absinkt um Probleme mit RAM 
korruption zu vermeiden. Da ist dann sichergestellt dass der alte RAM 
Inhalt velorengeht. Ist nur meine Theorie:-)

Gruß,
Gerhard

von Frank (Gast)


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Ich habe das Datenblatt gerade nicht zur Hand, aber:
Ich meine zu behaupten das VBat nur um die 3V liegen darf, den Baustein 
selber darf man aber glaube ich mit 5V betreiben.
Wenn man das tut, fällt über die Diode und den Spannungsteiler gerade so 
viel ab das es mit den maximum Ratings zusammenpasst.
Im 3,3V Betrieb also unnötig/falsch, da wenn die Batterie nicht gesteckt 
ist VBat zu niedrig ist und dadurch die Uhr nicht läuft!

Korrigiert mich wenn ich falsch liege.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Dirk K. schrieb:
> Spar dir diesen Quatsch und greife zu den temperaturkompensierten
> DS3231. Die gibt es beim Chinesen für rund 1 Euro pro Stück. Die laufen
> ohne jedwede Klimmzüge monatelang sekundengenau. (Aber auch dort den
> Tricklecharger besser nicht nutzen.)

Hallo Dirk,

Da hast Du absolut recht. Ich bestellte mir ja auch einige dieser 
Chinesischen DS3231 Bords.

Heutzutage hat man wirklich kostengünstige Alternativen. Ich habe mir 
übrigens ein Sample vom MEMS DS3232M bestellt. Da ist kein Quarz mehr 
drin. Die Alterungsrate soll angeblich um oder unter 1ppm liegen. Habe 
leider noch keine Zeit zum ausprobieren gehabt.

Gruß,
Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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Frank schrieb:
> Ich habe das Datenblatt gerade nicht zur Hand, aber:
> Ich meine zu behaupten das VBat nur um die 3V liegen darf, den Baustein
> selber darf man aber glaube ich mit 5V betreiben.
> Wenn man das tut, fällt über die Diode und den Spannungsteiler gerade so
> viel ab das es mit den maximum Ratings zusammenpasst.
> Im 3,3V Betrieb also unnötig/falsch, da wenn die Batterie nicht gesteckt
> ist VBat zu niedrig ist und dadurch die Uhr nicht läuft!
>
> Korrigiert mich wenn ich falsch liege.

Probleme habe ich mit der Umschaltung bei direkten 3.3V Betrieb auf VBAT 
noch nie gehabt. Muß mir Mal das Datenblatt diesbezüglich wieder 
vornehmen. Allerdings soll nach Datenblatt VBAT auf Masse gelegt werden 
wenn die Batterie nicht gebraucht wird.

Habe gerade das Datenblatt gelesen und beim DS1307 sind solche Zellen 
bis zu 3.5V zulässig.

: Bearbeitet durch User
von Frank (Gast)


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Ich meine die Schwelle war bei 1,8V an VBat.
(3,3V-0,7)*0,75=1,95V
Also ziemlich knapp.

Oh, OK...das muss ich mir dann auch nochmal anschauen, wenn man dann auf 
GND Brücken muss...

von Gerhard O. (gerhard_)


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Frank schrieb:
> Ich meine die Schwelle war bei 1,8V an VBat.
> (3,3V-0,7)*0,75=1,95V
> Also ziemlich knapp.
>
> Oh, OK...das muss ich mir dann auch nochmal anschauen, wenn man dann auf
> GND Brücken muss...

Im Datenblatt ist nur ein ganz kurzer Vermerk auf Seite 6 in der Pin 
Description Tabelle. Es gibt aber eine AppNote von Maxim wo das Thema im 
Detail etörtert wird.

von Philipp K. (philipp_k59)


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Ich habe den Quarz gegen Markenware ersetzt und die Liion ausgetauscht.. 
klar driftet das nach Monaten auch ein wenig aber das sind so große 
stellintervalle das ich nicht extra kompensiere.. Bin da kein 
Sekundenjunkie.

Die 3231 laufen wirklich am besten.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Philipp K. schrieb:
> Ich habe den Quarz gegen Markenware ersetzt und die Liion ausgetauscht..
> klar driftet das nach Monaten auch ein wenig aber das sind so große
> stellintervalle das ich nicht extra kompensiere.. Bin da kein
> Sekundenjunkie.
>
> Die 3231 laufen wirklich am besten.

Ich habe ab heute den chinesischen DS3231 RTC in der Beobachtung und 
nach NIST genau gestellt. Es wäre angenehm wenn man den RTC nur einmal 
im Jahr nachstellen müßte. Übrigens kann ich mir nicht wirklich 
vorstellen, dass diese DS3231 den im normalen Handel vertriebenen 
Stücken gleichwertig sein sollen. Irgendwie drängt sich mir das Wort 
Ausschußware auf. Vielleicht sind diese DS3231 "out of spec" 
Schaltkreise die Maxim nicht verwerten will oder kann.

Mein DS3231 Bord hatte auch eine CR2032 Zelle eingesteckt und ich mußte 
auch dort die Ladeschaltung funktionsunfähig machen. Es lohnt sich aber 
nicht eine LIR2032 zu erwerben.

Gruß,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Gerhard O. schrieb:
> Vielleicht wollten die Entwickler damit erreichen, daß bei Zellenwechsel
> die Vdd Spannung ganz sicher auf Null absinkt um Probleme mit RAM
> korruption zu vermeiden. Da ist dann sichergestellt dass der alte RAM
> Inhalt velorengeht. Ist nur meine Theorie:-)

Leider ist diese Theorie nicht die richtige. SRAM ist nach einem 
kompletten Powerdown nie in einem definierten Zustand (z.B. alle Zellen 
auf 00 oder FFh) sondern ein wildes Durcheinander von allen möglichen 
Werten.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Gerhard O. schrieb:
> Vielleicht wollten die Entwickler damit erreichen, daß bei Zellenwechsel
> die Vdd Spannung ganz sicher auf Null absinkt um Probleme mit RAM
> korruption zu vermeiden. Da ist dann sichergestellt dass der alte RAM
> Inhalt velorengeht. Ist nur meine Theorie:-)

Leider ist diese Theorie nicht die richtige. Diese Static-RAM (wie ein 
6116 oder 6264) sind nach einem kompletten Powerdown nie in einem 
definierten Zustand (z.B. alle Zellen auf 00 oder FFh) sondern ein 
wildes Durcheinander von allen möglichen Werten.

: Bearbeitet durch User
von Dirk K. (dekoepi)


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Gerhard O. schrieb:

> Ich habe ab heute den chinesischen DS3231 RTC in der Beobachtung und
> nach NIST genau gestellt. Es wäre angenehm wenn man den RTC nur einmal
> im Jahr nachstellen müßte. Übrigens kann ich mir nicht wirklich
> vorstellen, dass diese DS3231 den im normalen Handel vertriebenen
> Stücken gleichwertig sein sollen. Irgendwie drängt sich mir das Wort
> Ausschußware auf. Vielleicht sind diese DS3231 "out of spec"
> Schaltkreise die Maxim nicht verwerten will oder kann.
>

Eines dieser billigsten Module läuft seit mehr als einem halben Jahr an 
meinem Webcam-Raspi am Küchenfenster (große Temperatur- und 
Feuchtigkeitsschwankungen). Drift liegt noch unter einer Sekunde, und 
Zeiterhalt nach Reboot klappt auch hervorragend. Durch den 
Anti-Statik-Schutz beim Versand, diese Silbertütchen, war die Batterie 
entladen. Habe also 1225-Batteriehalter eingelötet und kann die Zelle 
nach Bedarf wechseln. Kann die Ausschuss-These somit nicht unterstützen, 
die Dinger laufen richtig.

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